Apa Itu Force Gauge? Fungsi, Jenis, dan Cara Pakainya

Salah satu alat ukur yang paling banyak digunakan untuk memenuhi kebutuhan dan toleransi material industri tersebut adalah Force Gauge. Semakin meningkatnya persaingan usaha yang menuntut standar kualitas produk maka dibutuhkan alat yang dirancang khusus untuk mengukur gaya tekan (compression) maupun gaya tarik (tension) dalam berbagai aplikasi.

Penggunaan alat Force Gauge tidak hanya terbatas pada laboratorium atau industri manufaktur, tetapi juga sudah berkembang ke bidang penelitian, quality control industri hingga kesehatan otot manusia maupun hewan yang membutuhkan data pengukuran gaya secara akurat dan konsisten.

ASAL MUASAL FORCE GAUGE DARIMANA?

Sebelum kita membahas tentang Force gauge, ada baiknya kita mengetahui dulu alasan mendasar akan kebutuhan untuk mengukur gaya dengan tingkat presisi yang tinggi. Force Gauge merupakan perangkat ukur sifat dan daya tahan berbagai objek material. Satuan gaya yang dihasilkan bisa berupa Newton (N), kilogram-force (kgf), hingga pound-force (lbf), tergantung pada kebutuhan dan standar industri yang digunakan. Perangkat ini didesain untuk memberikan hasil pengukuran yang stabil, mudah dibaca, dan memiliki sensitivitas tinggi.

Force gauges berasal dari bahasa Inggris yang terdiri dari kata “Force” yang artinya gaya kekuatan dan “Gauges” yang artinya besaran ukur. Jadi Force Gauge merupakan alat ukur gaya universal yang digunakan untuk uji beragam material. 

FORCE GAUGE PENEMUNYA SIAPA?

Selain dikenal sebagai Force gauge, dalam istilah ilmiah alat ukur gaya material ini juga dikenal dengan nama Newton meter. Isaac Newton sendiri merupakan seorang ilmuwan polimat Inggris yang merupakan seorang matematikawan, fisikawan, astronom, alkemis, teolog, penulis, dan penemu.

Sebagai seorang jomblo akut yang terobsesi dengan fenomena alam fisika, Sir Isaac Newton memiliki banyak waktu untuk meneliti dan merupakan tokoh kunci dalam Revolusi Ilmiah dan Pencerahan yang mengikutinya. Newton bukanlah seorang pria yang romantis, dan dia tidak pernah menikah, juga tampaknya tidak memiliki kekasih, tetapi banyak saksi sejarah yang mencatat hubungannya  Sir Isaac Newton dengan Ratu Anne. Khalayak Inggris diabad 17 banyak yang mengamini bahwa  Sir Isaac Newton sangat mengagumi dan menghormati Ratu Anne. Newton secara pribadi juga diketahui menggambarkan sketsa dan ikonografi politik untuk medali penobatan Ratu Anne tahun 1702, yang menggambarkannya sebagai Athena yang mengalahkan monster berkepala dua. Bukunya Sir Isaac Newton, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Prinsip-Prinsip Matematika Filsafat Alam), yang pertama kali diterbitkan pada tahun 1687, mencapai penyatuan besar pertama dalam fisika dan menetapkan mekanika klasik.

Dalam pengembangan alat ukur untuk ilmu fisika material, Richard Salter seorang ilmuwan inggris sekitar tahun 1770 menemukan alat pengukur gaya mekanik fundamental berupa timbangan pegas karena ada kesesuaian dengan penerapan satuan rumus fisika yang ditemukan oleh Sir Isaac Newton. Karena Richard Salter mengagumi Isaac Newton, beliau pun menamakan alat ukur Force gauge tersebut sebagai Newton meter.

Seiring dengan kebutuhan akan hasil pengujian material yang lebih akurat dan bisa tercatat lebih mudah, mekanisme ukur ala Richard Salter dikembangkan lagi oleh dosen peneliti California Institute of Technology (Caltech) yang bernama Edward E. Simmons dan Arthur C. Ruge pada tahun 1938. Sehingga saat ini alat pengukur Force Gauge berupa regangan elektronik modern (teknologi inti dalam sensor gaya digital) menjadi marak digunakan dalam berbagai aplikasi.

APA ITU FORCE GAUGE?

Saat ini terdapat dua jenis pengukur gaya force gauge, yaitu: pengukur gaya mekanik dan pengukur gaya digital. Pengukur gaya biasanya mengukur tekanan dalam satuan tegangan dan faktor manusia lainnya yang bergantung padanya.

Lebih lanjut lagi Force gauge atau Newton meter ini biasa digunakan untuk menguji ketahanan benda kerja di semua industri. Seperti namanya, pengukur gaya atau Force Gauges digunakan untuk mengukur gaya dan daya tahan material selama tes stretching atau tarikan dan tes ditekan atau tes dipress. Pengukur gaya force gauge biasanya bekerja dengan mengubah bentuk sel beban digital atau pengukur regangan dalam sel beban digital, gaya yang ditimbulkan diubah menjadi sinyal listrik yang kemudian dapat dikenali sebagai gaya pada sel beban.

MENGAPA FORCE GAUGE DIGUNAKAN? 

Aplikasi Force gauge juga digunakan di semua industri manufaktur untuk mengukur kekuatan material selama push atau pull tes dan bahkan bisa digunakan untuk menguji otot bagi para atlit dan olahragawan. Aplikasi Newton meter ini berurusan dengan pengukuran gaya mekanis yang diterapkan pada objek. Gaya-gaya ini biasanya merupakan gaya dorong atau tarikan, juga disebut gaya tekan atau tarik. ada dalam lingkungan penelitian dan pengembangan, produksi dan kualitas laboratorium.

Alat uji Force Gage sendiri secara fungsinya ada tiga jenis yaitu Force Gage tipe mekanikal analog, Force Gage tipe digital dan Force Gage Advance. 

1. Force Gauge Mekanik

Jenis Force gauge mekanik ini menggunakan daya pegas yang menggerakkan gir mekanis sistem jarum untuk menunjukkan skala besaran gaya. Jenis Force gauge mekanik cocok untuk penggunaan umum, terutama jika pengukuran cepat dibutuhkan tanpa repot resiko terpapar resiko Radiasi EMF (Electromagnetic Field) untuk tingkat akurasi yang standar.

Kelebihan Force gauge mekanik:

• Cocok untuk lingkungan kerja indoor maupun outdoor dan kondisi lingkungan ekstrem 

• Tidak membutuhkan periode penggantian baterai

• Harga lebih terjangkau, bila dirasa Force gauge sudah tidak akurat bisa dibuang dan ganti baru

• Tahan terhadap benturan dan pengaruh daya Radiasi EMF (Electromagnetic Field)

Kekurangan Force gauge mekanik:

• Akurasi tentu lebih rendah dibanding Force gauge versi digital

• Tergantung dari keahlian pengalaman operator penggunanya

• Tidak bisa dengan cepat menyimpan data ukur

2. Force Gauge Digital

Force Gauge digital menggunakan sensor elektronik seperti strain gauge dan load cell untuk mengukur gaya secara lebih presisi. Force gauge ini dilengkapi layar digital yang memudahkan pembacaan dan penyimpanan data dengan lebih mudah. Force Gauge digital merupakan instrumen yang ringkas namun mampu yang dapat digunakan untuk berbagai persyaratan pengujian push dan pull. Anda bisa menggunakan Force Gauge untuk menguji kualitas keempukan sofa pada industri mebel dan kursi kantor, menguji kelenturan bahan kulit pada industri ikat pinggang, menguji kualitas tombol keyboard, menguji tingkat kebocoran pada kemasan plastik dan lainnya.

Kelebihan Force Gauge digital :

• Akurasi tinggi karena minim pengaruh teknisi atau operator

• Dapat menyimpan data dan terhubung ke komputer

• Force gauge lebih stabil dan mudah dikalibrasi maupun dipasang dengan unit jig maupun fixture apapun

• Force gauge digital dengan data output sudah mendukung sistem ukur serba otomasi

Kekurangan Force Gauge digital :

• Harga Force gauge digital lebih mahal dan unit elektronik Force gauge bisa terpapar radiasi EMF (Electromagnetic Field) maupun pengaruh iklim seperti embun (dew point) 

• Force gauge digital membutuhkan perawatan berkalan dan pengecekan daya listrik atau baterai

3. Advanced Force Gauge (AFG)

Agar hasil lebih presisi dan tingkat pengujian terjamin berulang, Digital force gage diperlihatkan dalam aplikasi pengujian tarik yang dipasang pada stand berbentuk jig tempat uji bermotor. Oleh karena itulah Force gauge AFG dikembangkan sebagai mesin Force gage versi lebih canggih dari alat ukur digital. Meskipun Force gauge AFG menggunakan kombinasi gaya mekanik dan digital keduanya, fokus di sini adalah pada gage gaya digital, yang secara bertahap menggantikan sebagian kekuatan gages mekanik di lapangan. Force gauge AFG pada dasarnya berisi sel muatan integral, elektronik, dan tampilan. Selain mengukur gaya, Force gauge AFG ini dapat memproses berbagai analisis seperti puncak gaya, gaya minimum, kurva beban, serta memiliki fitur output data ke software analisis.

Alat Force gauge AFG banyak digunakan di laboratorium penelitian dan perusahaan yang membutuhkan data pengujian yang kompleks. Force gauge AFG memiliki sensor gaya, atau juga dikenal sebagai sensor load cell atau sel beban, yang merupakan sejenis transduser gaya. Load cell ini mampu mengubah kekuatan mekanis input seperti beban, berat, ketegangan, kompresi atau tekanan menjadi sinyal listrik dengan variabel fisik lainnya yang terukur.

KAPAN FORCE GAUGE DIGUNAKAN?

Force Gauge merupakan alat yang sangat penting dalam dunia industri modern karena kemampuannya dalam memberikan data pengukuran gaya yang akurat dan konsisten. Mulai dari pengujian material, quality control, hingga pengembangan produk, alat ini memainkan peran yang sangat vital untuk memastikan bahwa setiap komponen memenuhi standar kualitas dan keamanan. Dengan berbagai pilihan jenis dan fungsi, Anda sebagai pengguna dapat memilih alat yang paling sesuai dengan kebutuhan pengujian hanya di METALEXTRA.com.

Force gage tersedia dalam berbagai kapasitas gaya, yang mencerminkan banyaknya produk yang berbeda yang perlu diuji. Unit tes biasanya pound, kilogram atau newton. Berbagai dudukan uji, pegangan dan perlengkapan tersedia untuk digunakan dengan instrumen ini, yang sangat bervariasi berdasarkan sampel yang diuji.

Tujuan pengujian utama dalam sebagian besar aplikasi ukur force gauge adalah mencari besaran gaya puncak, atau gaya maksimum yang diamati, selama pengujian. Metrik ini sering digunakan untuk menentukan apakah suatu bagian dapat diterima atau tidak. Misalnya, sekantong keripik kentang yang dapat diterima dapat terbuka dengan kekuatan antara 2 dan 3 Kgf. Bebabn handel pembuka pintu yang dapat diterima pada sebuah mobil mungkin membutuhkan antara 6 dan 8 Newton kekuatan untuk membuka.

Load cell, atau sensor gaya, adalah jantung dari setiap pengukur gaya digital. Sel beban pada dasarnya adalah pegas yang lentur saat gaya diberikan. Saat pegas melentur, gages regangan mengukur regangan ini dan mengeluarkan tegangan: semakin besar gaya, semakin besar regangan dan, oleh karena itu, semakin besar keluaran tegangan. Melalui elektronik dan mikroprosesor, tegangan ini dikonversi menjadi nilai gaya yang ditampilkan pada instrumen.

CARA MENGGUNAKAN FORCE GAGE BAGAIMANA?

Alat uji Force Gauge dapat digunakan untuk berbagai pengukuran gaya puncak sederhana, tetapi juga dapat digunakan dalam aplikasi uji canggih yang membutuhkan analisis ilmiah sampel. Dengan penggunaan aksesoris jepit maupun mata identer yang tepat, Force Gauge dapat menghasilkan banyak data berguna yang dapat digunakan oleh para profesional berkualitas untuk mengukur kualitas produk jadi. Penggunaan yang benar dari force gage itu sederhana, tetapi kegagalan untuk mengikuti beberapa pedoman dasar dapat mengakibatkan kerusakan instrumen dan hasil yang tidak benar atau tidak konsisten.

Dalam sebagian besar pengujian komponen yang diproduksi, penting bahwa beban diterapkan secara aksial terhadap instrumen. Jika tidak, ada kemungkinan kerusakan dapat terjadi pada load cell, atau pembacaan gaya yang ditampilkan mungkin miring karena sudut pengukuran. 

KESIMPULAN

Pengukur gaya, juga dikenal sebagai “pengukur tarik-dorong” atau “skala tarik-dorong”, adalah peralatan pengukuran yang mengukur beban (gaya) yang bekerja pada suatu sampel. Alat ini dapat mengukur tegangan, kompresi, pembengkokan, geser, serta pengelupasan, adhesi, dan gesekan. Pengukur gaya populer di bidang manufaktur dan memainkan peran penting dalam pengendalian mutu dan penelitian & pengembangan (R&D), seperti evaluasi sifat mekanik material (kekuatan, kekerasan, ketangguhan, atau daya tahan), verifikasi keamanan dan pengoperasian komponen dan produk, serta kepatuhan terhadap standar industri.

Pengukur gaya mendukung kehidupan kita sehari-hari, seperti pada mobil, peralatan rumah tangga, makanan dan kemasan, peralatan medis, alat tulis, dan furnitur.

Jika Anda berminat untuk membeli perlengkapan machine tooling, cutting tool maupun quality tester silahkan hubungi kami melalui chat online yang ada di pojok kanan bawah website ini atau melalui email : moc.artxelatemobfsctd@selas
Semoga menambah bahan referensi anda! Wassalam!

---

Sumber:
Tim Kreatif Metalextra.com, Tulisan ini merupakan opini Pribadi di media milik sendiri.